Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Лесопользование как фактор формирования экологической среды Западного Подмосковья

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Лесопользование как фактор формирования экологической среды Западного Подмосковья"

од

На правах рикописи

Г0Л9БЧЙК0В Сергей Николаевич

ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЕ КАК ФЙКТОР ФОРМИРОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ СРЕДЫ ЗАПАДНОГО ПОДМОСКОВЬЯ

li.00.il - охрана окруяащей среды и рациональное использование природных ресцрсов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание дченой степени кандидата географических наук

Москва - 1996

Работа выполнена на кафедре биогеографии географического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель - доктор биологических наук,

член-корреспондент РАН, профессор fl.fi.Криволуцкий

Официальные оппоненты: доктор географических наук, профессор С.П.Горшков;

доктор географических наук, профессор Л.Р.Серебрянный

Ведущая организация - ВНИИ охраны природы Министерства

экологии и природопользования РФ и Правительства Москвы.

Защита состоится "23_" _мая__________ 1996 г. в час.

на заседании физико-географического диссертационного совета Д - 053.05.29 при Московском государственном университете им. М.В.Ломоносова по адресу: 119899, Москва. ГСП-3, Ленинские горн, МГН, географический факультет, 18 эта», аудитория 1807.

С диссертацией мовно ознакомиться в библиотеке географического факультета МГ9 на 21 этаяе.

автореферат разослан "¿А." „Оьф&гЬЯ____ 1996 г.

Яченый секретарь диссертационного совета,

кандидат географических наук Т.И.Кондратьева

АКТУАЛЬНОСТЬ И ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ. Леса Подмосковья в течение многих столетий являются объектом активной хозяйственной деятельности, в результате которой были уничтожены или оказались под цгрозой исчезновения целые типы лесных экосистем (сосняки можжевеловые, дубравы), а оставшиеся подверглись существенной антропогенной трансформации, особенно в последние 40-50 лет. Такое преобразование лесной природы густонаселенного Подмосковья стало мовдыы экологическим фактором, часто превышающим воздействие природных сил.

Чтобы предвидеть возможные изменения природы, нужно знать не только экологические последствия многовекового лесопользования прошлого, но и ответнуш реакцию существующих лесных экосистем на антропогенное воздействие. Наиболее обьективную информацию об изменении средообразуящей роли различных искусственно измененных лесных экосистем давт круглогодичные длительные стационарные наблюдения. Б рамках этой общей ЦЕЛИ нами решались следушщие задачи:

1. Ретроспективный анализ экологических последствий лесопользования за последнее тысячелетие на территории Подмосковья на основе историко-архивных документов, материалов Генерального межевания 18 в и литературных источников.

2. Анализ гидромикроклиматической роли искусственно измененных лесных экосистем на основе обобщения стационарных (193? ч -1991 г.г.) и личных натурных исследований (1984-95 г.г.).

3. Выявление наиболее оптимального состава и возраста лесов для водоохранно-защитннх и эколого-средообразунщих целей,

4. Картографический анализ изменения лесистости за период 1852-1990 г.г. для эталонного участка размером 30x40 км и со- • кращения сети малых рек Подмосковья.

5.Ландиафтно-экологическое картографирование по пластике рельефа малого лесного водосбора с целью разработки предложений по территориальной оптимизации хозяйственных мероприятий.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИМ собран в ходе работы в 1984-96 г.г. на Истринском лесогидрологическом стационаре ВНИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства (ВИИИЛЮ, находящегося в 1 км к западу от деревни Жилкино Истринского района Московской области. В работе также использованы фондовые данные проектных и производственных организаций Москвы и Подмосковья (ПО "Истра-

лесхоз", Московское управление лесного хозяйства, "Яеспроект", ПГО "Центргеология" и др.), исторические сведения из Центрального государственного архива древних актов (ЦГАДА).

Работа была выполнена на кафедре биогеографии географического факультета МГУ в соответствии с фундаментальной госбюджетной темой кафедры Н 01.9.20003141 "Разработка специальных приемов биогеографического картографирования в целях обобщения и анализа экологической информации". По этой теме были собраны картографический материал и таксационные описания лесов Истринского района, разработана их классификация, учитывающая состав древесных пород и нижних ярусов, выделены основные тины лесов, проведена комплексная оценка возобновления древесных .пород.

НАЗЧНАЯ НОВИЗНА исследований состоит в том, что для эталонного участка Московской области выполнен сопряженный анализ экологических последствий многовекового лесопользования на основе как историко-архивных, так и длительных С1937-95 г.г.) круглогодичных стационарных наблюдений в искусственно измененных лесных экосистемах. Показано, что локальные контрасты между искусственно измененными;лесными экосистемами соизмеримы, а порой превышают региональные различия. Выявлено, что ело-во-мелколиственные многоярусные леса лучие смягчают воздействие экстремальных факторов среды и обладают лучшими стокоре-гулирующими свойствами в сравнении с березово-осиновыми и еловыми лесами. Обнаружено, что наилучяими водоохранно-защит-нкми свойствами обладают спелые и перестойные леса возрастом более 80-100 лет. Предложен способ территориальной оптимизации лесохозяйственных мероприятий на основе ландшафтного картографирования по методу пластики рельефа. [

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ. Использование результатов исследования в практической работе позволит;

-оптимизировать процесс проведения земельной реформы в Подмосковье, учесть при дроблении и укрупнении земельных угодий сложную ландшафтную структуру Клинско-Дмитровской гряды;

-выявить наиболее оптимальный породный и возрастной состав лесных экосистем и рационализировать их размещение по водосбору с целью повышения водности малых рек;

-проводить эколого-геофизический анализ лесных ландшафтов

различной степени антропогенной наруненности и прогнозировать воздействие разных видов лесопользования на окружающуш среду;

-дать комплексная оценку эколого-эстетических функций различных лесных экосистем при создании картосхем охраны природы.

Методические аспекты диссертации полезны при ретроспективно-прогнозных исследованиях ландиафтов длительного освоения, а также в учебных курсах географических факультетов.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Отдельные результаты исследований вклв-чались в ежегодные научно-производственные отчеты ВНИЙЯМ по теме 2.1.1 "Водоохранно-защитная роль леса и ее изменение под влиянием лесохозяйственных и рекреационных мероприятий" (198488 г.г.), а также включены в перспективные планы размещения новых садово-дачннх кооперативов в Истринском районе Московской области. Материалы диссертации использовались автором и при ведении учебных практик со студентами географического факультета МГУ на Сатинском полигоне (1989-90 г.г.) и на Истринском стационаре в 1991-93 г.г.

Основные положения диссертации докладывались на 20 конференциях и заседаниях, в том числе:

- на 5 конференциях молодых ученых МГ9 (1982. 1985 г.г.) и ВНИИЛМ ( 1986-88 г.г\):

- на 4 заседаниях Московского филиала Географического общества (секция физической географии совместно с МОЯП - 23 декабря 1987 г. и 30 марта 1988 г.: секция биогеографии - 24 мая 1390 г., секция гидрологии - 4 декабря 1931 г.):

- на 4 Зсзсошзннх конференциях и совещаниях ("Мониторинг лесных экосистем", (Каунас, 1988); "Географические стационара; исследования и экстраполяция результатов'Ч Иркутск, 1988); "Теория почвенного криогенеза",(Пущино,1989); "Историческая география ландшафтов", (Петрозаводск.1991).

- на 7 международных конференциях и совещаниях ("Зкотопия -89" (ФРГ. Варренгейн, 1989); "Деятельность человека и охраняемые территории" (Варнава, 1990); "Человек против себя" (Опо-ле, 1990); "Еврозко-90" (Обнинск. 1990); на I сьезде болгарского соиза краеведов (Болгария, Велико Тырново, 1991); "Bioindicatores deteriorisationis regiones" (Чехия, Ческе-Буде ёвице, 1991); "Биоиндикаторы и биомониторинг" (Загорск, 1991).

По теме диссертации опубликовано 18 научных статей и те-

зисов общим объемом 5 печатных листов. Кроме того, отдельные положения работы затронуты в 25 научно-популярных публикациях обьемои свыие 8 печатных листов.

Диссертация состоит из введения, заключения, 4 глав, списка литературы из 218 наименований, в том числе 8 иностранных и приложения. Общий объем работы -205 страниц, в том числе 117 страниц основного текста, 34 рисунков, 8 страниц таблиц, 5 карт, 21 страницы библиографии. Приложение включает 25 стр>

Неоценимую помощь в сборе и подготовке диссертационного материала оказали проф. Н.А. Гвоздецкий и заведующий Истринским стационаром Л.Т.Павлушкин. светлой памяти которых автор и посвящает работу. При подготовке диссертации большую помощь оказали автору коллективы кафедры геохимии ландиафтов и географии почв МГН, Лаборатории Ландиафтоведения МГУ. ВНИИЛМ, Института почвоведения и фотосинтеза РАН (г.Пущино), Лаборатории мониторинга климата Гидрометцентра. Особую благодарность автор приносит коллективу кафедры биогеографии МГН и ее заведующему чл-корр. РАН. проф. Д.А.Криволуцкому.

ГЛАВА 1. МЕТОДИКА И ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИИ.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКОЙ ОСНОВОЙ послужили 4 метода исследований:

- историко-географический, основанный на сопоставлении карт 1787. 1852, 1878 и 1990 г. на эталонную территорию с последующим анализом измениввейся географической ситуации;

- сопряженный анализ различных экологических факторов в экосистемах различной степени антропогенной наруненности;

- статистический для анализа многолетних рядов микроклиматических и лесогидрологических стационарных наблюдений (расчеты выполнялись на ПЭВМ по программам 5У5ТАТ и (ШАТТЯО);

-ландиафтно-картографический для разработки предложений по территориальной оптимизации лесохозяйственных мероприятий.

Историко-географический метод использовался для изучения экологических последствий многовекового лесопользования на территории Подмосковья на основе как литературных источников, так и на сопоставлении разновременных карт, составленных на одну и ту же территорию. Были привлечены карты Генерального межевания России середины ХШП вДмаситаб 1:42000) с экономическими примечаниями к ним, "Географическая карта Московской

Провинции 1774 г." (наситаб 1:294 ООО), карты Военно-топографической съемки середины XIX в., "Гидрографическая карта Московской губернии", составленная И.А.Здановским в 1926 г. на основе 1-верстовнх карт середины XIX в. Сведения из перечисленных источников позволили сопоставить лесистость, породный и возрастной состав лесов, изменение гидрографии Подмосковья на протяжении последних 200 лет.

Сравнительно-экологический метод исследования послужил для обобщения материалов многолетних стационарных гидромикроклиматических наблюдений, которые ведутся на Истринском стационаре с 1937 г. (с перерывом на 1941-50 г.г.) по настоящее время на 4 метеоплощадках, расположенных в экосистемах различной степени антропогенной наруменности (в пределах одного урочища) и на 4 малых водосборах с различной степенью лесистости. Метод позволил дать количественную оценку происшедией антропогенной трансформации лесных экосистем южного склона Клинс-ко-Дмитровской гряды.

Из многочисленных параметров, выражающих средообразующуи роль леса Сих более 30), мы выбрали лииь те, которые имеют наиболее существенное ланднафтообразувщее значение (так, к примеру, ны не изучали кислородопродуктивность различных лесов), К таковым мы отнесли температуру воздуха (максимальную и минимальную за сутки), продолжительность безморозного периода, температуру почв по 8 глубинам до 320 см, осадки, снегонакопление,промерзание и водно-физические свойства почв (плотность, влажность,водопроницаемость), сток.

На 4 экспериментальных площадках (ЗП) велись ежедневные круглогодичные наблюдения за температурой воздуха (по срочным, максимальным и минимальным термометрам), количеством осадков (усреднялись данные по 5 осадкомерам Третьякова, расположенным на высоте 2м), высотой снежного покрова и промерзанием (по мерзлотомерам Данилина), температурой почвы на глубинах 20, 40, 60, 80, 120, 160, 240, 320 см (по почвенно-вытяжным термометрам ТПВ) по общепринятой методике С"Наставление гидрометеорологическим станциям и постам", вып.6, ч.И, 1973). В конце зимы на 4 малых водосборах проводилась снегосьёмка по постоянным профилям с последующими наблюдением за стоком на водосливах, оборудованных гидрографами-самописцами "Валдай".

Летом изучались водно-физическио свойства почв: водопроницаемость методом заливных колец различного диаметра, влажность и плотность - почв С термостатно-весовым методом), температурой почв по злектротерыометрам ТЗТ-2. Зимой динамика промерзания почв также изучалась и нурфованиен с цельв определения степени льдистости и цементации мерзлоты и определения ее фактической нижней границы в различных экосистемах.

Статистический метод использовался для обобщения многолетних рядов наблюдений за стоком (1937-1990 г.г.) и микроклиматом (1962-1990 г.г.), а также для корреляционного анализа изменения плотности почв до и после сплошной рубки леса. Корреляции рассчитывались на ПЭВМ по программе SYSTAT (версия 3.0) и QUATTKO Pro (версия 4.0). При помощи программы QUATTR0 Pro были построены основные графики и диаграммы.

Ландшафтно-картографический метод использовался для экстраполяции полученных стационарных наблюдений и для разработки предложений по территориальной оптимизации яесохозяйственннх мероприятии для условий вторичных моренных равнин Западного Подмосковья. За основу картографирования был принят метод обь-емно-графического картографирования по пластике рельефа (подробнее см. гл.4). Составлена ландшафтная карта малого лесного водосбора К 2 в масштабе 1:5000.

ОБЬЕКТН ИССЛЕДОВАНИЙ. Истринский стационар ВНЙИЛМ площадью 220 га находится в ?0 км к западу от Москвы на водоразделе рек Маглува и М.Истра на абс. высоте 190-220 м. Он входит в Можайско-Волоколамский физико-географический район (Гвоздец-кий, 1308) и полностыв расположен в пределах одного урочища меядуречной слабовыпуклой мелковолнистой равнины. Повсеместно залегающие здесь покровные тя«елые суглинки затрудняит пополнение грунтовых вод, поэтому здесь много озер и болот, велика доля поверхностного эрозионноопасного стока, высока активность весенних водотоков, на которую еще указывал А.А.Борзов (1930).

Почвы стационара - дерново-слабоподзолистые среднесугли-нистые, а по логообразннм понижениям, занимающим до 30 7. территории водосборов, - дерново-среднеподзолистне глееватые: часть лесов стационара произрастает на старопахотных почвах.

Согласно лесорастительному районировании С.Ф.Курнаева (1982), стационар находится в районе южной полосы подзоны сме-

ланных лесов, 30 % площади этого района занимашт бореальные сложные ельники с липой и дыбом.

Леса стационара преимущественно многоярусные, осиново-бере-зово-еловке, с примесью дуба, липы и клена, с лещиной и богатым иирокотравьем. Есть и чистые ельники, которые представлены следующими типами: ельники-волосистоосоковые, кисличные, раз-нотравно-вейниковые, зеленомошные и мертвопокровные.

Водосбор N 1 площадью 88,7 га и лесистостью 95 7. покрыт елово-мелколиственными лесами с примесью сосны, клена, дуба, липы (средний состав 4Б40с2Е). Водосбор N 2 с лесистостью 95 У. (после рубки 1988 г.- 41 X) площадью 23,6 га покрыт мелколиственно-еловыми лесами и сложными ельниками (средний состав до рубки - 7Е2П10с). Водосбор N 3 площадью 30,9 га - полевой, его нераспаханная часть (13 %) занята березово-ольховнми с примесью дуба и осины рединами и разнотравными лугами с крупнот-равьем по днищу балки. Водосбор N 4 площадью 19,4 га- полулесной, его лесистость 57 7. (средний состав 6Е2Б20с+Д), нелесная его часть занята пашней.

Экспериментальная метеоплощадка (ЗП) Н 1 заложена в бере-зово-осиновом широкотравно-волосистоосоковом с примесью дуба, липы и клена лесу, в котором искусственно была удалена ель (средний состав 6Б40с+Д.Лп. возраст 60-70 лет). ЭП N 2 заложена в том же лесу (в 60 м от ЗП N 1), в котором сохранился второй ярус ели (состав 50с4Е15 возраст 70-90 лет). ЭП Н 3 находится в ельнике-кисличнике 90-100-летнего возраста (культуры, высаженные монахами Ново-Иерусалимского монастыря) подрост отсутствует, в подлеске - рябина, ива козья и бузина красная с лещиной, ЗП N 4 расположена на приопунечном разнотравно-бобово-нелкозлаковом лугу с примесью щучки, в 70 м от леса. Наиболее близки к смешанным естественным лесам ЗП N 2 и водосбор N 2, которые и были приняты за контрольные.

ГЛАВА 2. РЕТРОСПЕКТИВНЫЙ АНАЛИЗ ЛЕСОПОЛЬЗОВАНИЯ НА ТЕРРИТОРИИ ПОДМОСКОВЬЯ И ЕГО ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

Активное преобразование природы Подмосковья началось с приходом племен дьяковской культуры в железном веке, которые начали осваивать поймы рек, покрытые широколиственными лесами, предотврацавиими высокие паводки (Низовцев,1990), Тогда же по-

явилось и подсечно-огневое земледелие, господствовавшее в Подмосковье вплоть до 16 в. и ставшее одним из главных факторов замещения глубококорневых широколиственных лесов производными елово-лиственными с более худшими водоудерживающими свойствами (одна из причин участившихся паводков на малых реках), В первую очередь выжигались липово-дубовые леса, произраставшие на богатых высокогумусных почвах и ельники кислициевой раменевой группы СОрлов, 1991). Выжиганием они превращались в золу, обо-гащавиуи гумусовые горизонты почв, что позволяло в первые 3-5 лет получать урожаи до 25 ц/га. При таком "жестком" земледелии гумус и подстилка выгорали, минерализовывались. а щелочная реакция почв гарей усиливала процесс вымывания, шшюиирования.

Антропогенное воздействие на природу возрастает в 16 в. из -за роста населения и перехода на переложную систему земледелия, Средний размер пашни для одной семьи составлял при зтом 4 га, а если учесть в ее пределах озимый и яровой клин, пар и сенокос, то средний размер наиболее уязвимых зрозией угодий не превышал 1 га, что согласуется и с данными А.А.Тиакова (1934) для условий Валдая. Активизация эрозионных процессов началась позже, в связи с расширением размеров пашен, вырубок.

К началу 17 в. лесистость многих западных уездов Московии уменьшилась до 10 У. (Рожков, 1890). В переломное Смутное время в западном Подмосковье окзалосъ заброшенными 85-90 У. пашни, которые стали зарастать мелколесьем. За счет последнего лесистость Московской губернии поднялась к 1648 г. до 48 У. (Цветков,1957) и оставалась почти таковой до 1861 г. Но породный состав лесов сильно изменялся. Усиливающиеся потребности растущего сельского населения в липовом корье (за год крестьянин снашивал до 45 пар лаптей) привело к почти повсеместному исчезновению липы в густонаселенных районах, ее место стала занимать светолюбивая сосна. Много леса твердых пород шло на выжигание древесного угля для металлургии, до конца 19 в. не знавшей кокса (заводы Б.И.Морозова в 18 в. в низовьях р. Истры), производство поташа для экспорта и др. Следствием усиленных лесозаготовок стало исчезновение целых лесных экосистем, например, можжевеловых сосняков по пойме Москвы-реки, отмечавшиеся еще в "Историческом и топографическом описании городов Московской губернии" (17В7). Такая антропогенизация подмосков-

ного ландиафта диктует оструи необходимость создания "Красной книги экосистем России" (Рысин, 1995).

По налим расчетам, выполненным по материалам Генерального межевания, лесистость губернии к 17Б7 г. составляла 38 У, (треть лесов составляли "строевые" хвойные и иироколиственные, а остальное занимали "дровяные" леса), распаханность - 47 X, под сенокосами находилось 10 У. . Все эти показатели сильно варьировали по уездам (рис. 1). В 1787 г. в Клинском уезде еще отмечался отсутствующий ныне ясень, а в Воскресенском (ныне Истринском) было "лесу много, сосняки, ельники, березняки с дубом, ольхой, осиной, кленом, ивой, рябиной".

Реформа 1861 г. вызвала массовый отток крестьянства в города - паини вновь стали зарастать малоценным мелколесьем и кустарником (ценные леса по-прежнему ускоренно вырубались -его рубили и крестьянские общины и помещики, лишившиеся прежних статей дохода, следствием чего стала засуха 1891-92 г.г.). В 1861-87 г.г. распаханность губернии уменьшилась на 25 7. , а лесистость ее возросла (в Рузском уезде даяе удвоилась). Около трети лесов Истринского и Солнечногорского районов произрастают теперь на старопахотных почвах вековой давности (рис.2). Такие антропогенные леса (выдела 2 и 3) обычно одновозрастны, подвершены различным заболеваниям, корневой губке, генетически ослаблены, следствием чего является уменьшение продолжительности жизни 1 и 2 поколений древостоев в сравнении с лесами , площадь которых не изменилась за период 1878-1990 г.г. (выдел 1). Отметим, что и подзолистый горизонт под антропогенными лесами выражен слабее, по-видимому, в силу своей молодости.

За последние 50 лет площадь лесов, подверженных корневой губке, возросла в Истринском районе более, чем в 10 раз. Лесопользование на старопахотных почвах часто нерентабельно, что ставит задачу инвентаризации таких земель с целью их последующей передачи под иные виды землепользования.

Результатом рубок 19 в. и замещения лесов твердых и хвойных пород мелколесьем стало обмеление рек и учащение на них весенних паводков. Так, наводнения на Москве-реке за 150 лет наблюдений участились вдвое (Нестеров, 1909), что позже стало причиной зарегулирования ее водохранилищами. Если еще в середине 19 в. лес десятками тысяч бревен в год сплавлялся в

уезды:

1-Богородский (ныне-Ногинский)

2-Юшяский

3-Воскресенский (ныне- Истринский)да

4-Верейский % бДмитровский

6-МОСКОЕСКИЙ дц

7-Серпуховский %

8-Бронницкий

9-Звенигородский Ю-Болоколамский 69

11-1^8СКИЙ

12-Подольмшй

13-Можайский 40

14-Коломенский ^

15-Никитский (ныне- часть Подольского) 20

Рис. 1 Структура землепользования Московской губернии на 1787 г.

пашня

У

ш

оенокосы

неудобья

г шлзаш ш? ® в ЕЗ-эИю

ад.2 Изменение соотношения площадей лесов и полей в бассейне ре-1 Истра за период 1878-1990 г.г. Условные обозначения: 1-преиму-зственно еловые леса с липой и дубом, кислично-широкотравные /ус-звно-коренные/; 2-производные леса на месте пашен 1878 г., преи-/шественно едовыеи осиново-еловые, березово-еловые, разнотравные рябиной, ольхой серой, бузиной; 3-производные леса по мелколесью, ^явившемуся на месте пашен в период 1861-1878 г.г.; 4-современные инни на месте лесов 1878 г.; 5-сельхозугодья, площадь которых не вменилась; 6-болота; 7-Истринское водохранилище; 8-населенные пун-гы; 9-железная дорога: 10-местоположение Истринского стационара, исштаб карты 1:200 ООО.

Москва по Истре, Рузе, Озерне, Маглуве. то уже к началу 20 в. лесосплав по этим обмелеввим рекам прекратился. Кителям Воскресенского уезда, испокон веков занимавшимся бочарным промыслом, из-за нехватки дубового сырья пришлось в начале 20 в. перейти на осину. Теперь о былых дубравах в бассейне Малой Истры напоминает ливь топонимы С с.Дубровское) и обилие лещины и ни-рокотравья в ельниках кисличных и разнотравных,

В годы топливного голода (1917-23 г.г.) были вырублены почти все леса на 30 верст вокруг столицы на площади 268 тыс. га. - больше, чем за все предыдущее столетие (203 тыс. га), Б 1927 г. в составе лесов преобладали мелколиственные леса, причем молодняки возрастом до 20 лет занимали 48,3 X всей лесной площади. Возраст рубок к началу 30-х г.г. был понижен до 60 лет для хвойных пород, и до 30 лет для лиственных.

С 30- х г.г. лесозаготовительная технология стала разрабатываться исключительно для сплоинолесосечных рубок. Новая техника требовала простора, укрупнения и расширения лесосек, выпрямления их границ. При этом многие мелкие и отдаленные лесосеки, как и пашни, забрасывались, а новые хозяйственные выдела часто не вписывались в дробную естественную ландшафтную структуру. Заброиеннне поля стали зарастать кустарником и мелколесьем, многие из которых стали впоследствии участками лесного выпаса, который был запрещен ливь в 1363 г.

В годы войны в области было вырублено 50 расчетных лесосек, Подмосковье вновь, как и в 1917-23 г.г., потеряло пятую часть лесов. Продолжались усиленные рубки и после войны - тогда по требованию лесозаготовителей в 1952 г.были закрыты 4 из 5 подмосковных заповедников, в том числе и Глубоко-Истринский. Обь-мн ежегодных рубок в послевоенные годы показаны на рис.3.

Истощенность лесных ресурсов области к середине 50-х г.г. активизировала лесовосстановительнне работы. Стали повсюду, зачастую без учета ландшафтных условий, насаждаться исключительно хвойные культуры (рис.4). Картографический анализ трансформации породного состава лесов ключевого участка площадью 2117 га Холщевнического лесничества показал, что за период 1947-90 г.г. доля дубрав в нем сократилась с 68 до 1 га,в 10 раз возросла площадь, занимаемая хвойными культурами, и во столько же раз сократилась площадь сенокосных угодий. Следе-

Рис.3 Объем рубок в лесах Московской области за 1946-1995 г.г., млн мэ в год

194ь

19:'и

к| 1

1 9Я:Г> ! 905 УЬ'О " | 990

шшшш

1 - рубки главного поль-

зования /сплошноле-сосечные/;

2 - лесовосстановитель-

ные рубки;

3 - рубки ухода

Рис.4 Изменение породного состава лесов Московской области за 1927-1990 г.г.

1927 1940 1961 1981

1936 1949 1971 1990

твиеи такой многолетней практики "неистощимого и расширенного лесопользования" стало исчезновение малых рек Подмосковья. Нами был проведен картографический анализ изменения гидрографической сети области за период 1860-90 г.г. За основу была взята "Гидрографическая карта Московской губернии" ll.fi.Здановского С19205 маситаба 1:252000, составленная им по 1 -верстовым топокартам Корпуса военных топографов С1850—1860 г. г.). Анализ показал, что Подмосковье за 130 лет потеряло 28 7. рек. Наибольпие потери (32-392) - в Подольском Ополье, на Клинско-Можайской вторичной моренной равнине, на наклонной моренной равнине рек Лоби и Ламы и на Окско -Москворецкой равнине (природно-географические районы выделялись по Н.й.Солнцеву, 1961). Наименьшие потери малых рек (менее 16 X) - в Подмосковной Мещере, на Зарайском и Егорьевском плато. По-видимому, песчаные и супесчаные ландиафты Восточного Подмосковья оказались более устойчивыми к антропогенному воздействию, чем Западного и Южного, где преобладают покровные и моренные суглинки. Обезлесение таких территорий (или замещение глубококорневых иироколиственннх лесов елово-мелколиственннми с плохими водоудерживанщими свойствами) влечет ускоренную эрозию, большие весенние паводки, из-за которых малые реки и питающие их родники летом пересыхают. Инвентаризация 4296 малых рек Подмосковья длиной от нескольких сот метров до 100 км (Матвеев,1980) и создание Красной книги малых рек позволили ба выявить те, которым угрожает полное исчезновение и которые требуют щадящего природопользования на своих водосборах.

Сегодня лесов старие 120 лет в Московской области почти не осталось, лесов старне 100 лет в области имеется линь 2,3 7. Омолаживая рубками леса и превращая их в плантации хвойных культур ускоренного развития, человек не оставляет времени для естественного сукцессионного восстановления былых лесов. В ме-зотрофннх местообитаниях Подмосковья для естественного восстановления требуется лесу 150-300 лет. а на сухих песках и в увлажненных и переувлажненных местообитаниях - 1000 лет (Разумовский, 1981). Поэтому вряд ли ельник-кисличник в стадии 120 - 140 лет естественным образом сменится ельником лещиновым, ибо уже в возрасте до 100 лет поступит в "лесовосстанови-тельную рубку". При такой практике не только отдельные виды,

но и целые.фитоценозы рискувт попасть в Красную книгу.

В 1990 г. в лесах области было заготовлено при рубках главного пользования свыше 1,3 млн. мЗ древесины (на площади более 10 тыс. га), а лесовосстановление било произведено лишь на 5,6 тыс га (каждый третий саженец гибнет при этом, не доживая до 5 лет). До начала рыночных реформ лесохозяйственникк планировали довести обьем лесозаготовок до 4 млн, мЗ, Но из-за высоких налогов на лесозаготовки АО "Мособллеспром" смог заготовить в 1994 г. и 1995 г. лишь по 570 тыс мЗ древесины.

Лесам области сегодня угрожает не столько лесопромышленник, как садово-дачное строительство. Распоряжением СМ РСФСР N 324-р от 12.04,91 г. разрешен отвод под коллективное садоводство 30 тыс, га (в Истринском районе - около 2000 га) лесных земель "за счет малоценных лесов 1 группы" - осинников, березняков, заболоченных ольианников, которые являются местообитаниями глухарей, тетеревов, серых куропаток (численность этих птиц сократилась за последние 15 лет вдвое, на треть уменьшилось число красных лисиц). Никто и никогда не оценивал .эколргоэстетическую ценость этих "малоценных" лесов, Лесоотво-ды п.од частное коттеджное строительство продолжаются и сейчас, причем жертвой чиновничьего произвола становятся не только "малоценные", но и лучшие леса водоохранной зоны.

ГЛАВА 3. ТРАНСФОРМАЦИЯ ГИДР0МИКР0КЛЙМАТИЧЕСШ ФАКТОРОВ 'СРЕДЫ ЭКОСИСТЕМАМИ РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНИ АНТРОПОГЕННОЙ НАРЧшЕШОСТИ В целом леса снижают среднегодовую температуру воздуха, Среднемноголетняя (1962-90 г.г.) температура воздуха в березо-во-осиновом лесу (ЗП К 1) составила 4,0°С, в елово-мелколист-венном (ЗП N 2) - 3,8°С, в ельнике-кисличнике (ЗП N 3) -3, 8°С, на приопушечном лугу (ЗП N 4) - 4,5°С.

По сравнению с открытым местом в лесу с ноября по март отмечались положительные,а с апреля по октябрь отрицательные, отклонения температуры воздуха. Максимальное отепляющее воздействие леса проявлялось в феврале (0,5-1,0°С), причем наименьшим оно было в ельнике. Характерно, что температурные контрасты между лесными экосистемами наибольшие в конце зимы и в первой половине года, а наименьшие - во второй половине года и поздней осенью. Максимальные контрасты в мае связаны, по-видимому,

с более поздним сходом снега в лесах в сравнении с приопушеч-ннм лугом. Наибольшей трансформацией температурного режима обладают ельники, а наименьшей - осиново-березовые леса.

Охлаждающее воздействие леса наибольшего размера наблюдалось в июле (0,4-0,7°С ), достигая в годы с засухой 1,0-1,?°С. Б пасмурные июньские месяцы различия были минимальны (0,1 -0,6°С). В самых холодных месяцах (декабрь 1Э78, январь 1985) температура воздуха в лесу была на 1,2-1,84 выие, чем на открытом месте. А в самые пасмурные и теплые зимы (1973 /74, 1988 /89) когда среднемесячная температура января составляла на открытом месте -2,6- 2,2°С, в лесу она была на 0,6 - 1,0°С ниже.

Средообразующая роль лесов возрастает не только на пределах ареала их распространения (лесостепи, тундровые и субаль-рийские редколесья, где средообразующая роль лесов переходит к "микролесам" - стланникам, кустариничковым зарослям), но и в годы (сезоны) проявления экстремальных погодно-синоптических ситуаций (засухи, заморозки в начале вегетации и т.д.), которые все чаще проявляются в Центре Русской равнины из-за глобального изменения климата. Наибольией способностью смягчать (в сравнении с приопуиечным лугом) экстремальные температуры обладают многоярусные елово-осиново-березовые леса (ЭП Н 2), а наименьией -одновозрастнне ельники. В смешанных и лиственных лесах (в сравнении с ельниками и лугами) дольше в среднемного-летнем на 10-12 дней период без заморозков в воздухе.

Среднегодовое количество осадков за 1965-90 г.г. состави ло на приопушечном лугу 645 мм, перехват осадков кронами бере-зово-осинового леса составил 13 7. (82 мм), елово-мелколиствен-ного -16 7. (101 мм), ельника - 38 % (240 мм).Задержание осадков пологом больше в теплый период, чем холодный.Наибольший перехват осадков отмечается в ноябре, когда они налипают к ветвям при околонулевых температурах с последующим их испарением, а наименьаий перехват отмечен в январе-феврале, когда сухой снег почти не пристает к ветвям. В целом перехват осадков лесным пологом был больше в засушливые годы £1964,1972.1981,1984), чем во влажные (1976, 1973). ^ Вследствие неравномерного перехвата снега кронами различных лесных экосистем в решающий период охлаждения почвы (в начале декабря), когда каждый добавочный сантиметр снежной толщи

имеет экологическое значение, мощность снавного покрова в оси-новоберезовом лесу (14 см) была в 2 раза больше, чем в еловом (7 см), Б среднемноголетнем наибольших высот снежный покров достиг в осиново-березовом леса (60 см) при водозапасе 127 мм при средней мощности для открытых участков в 40 см, болыие величины снегонакопления характерны для -зарастающей осинником вырубки - 53 см (водозапас-103 мм), приопушечного луга - 46 см (водозапас. 110 мм), лесной поляны - 49 см (водозапас 116 мм). Наименьшие высоты снежного покрова присущи открытому полю, где снег подвергается более сильному испарении, ветровому переносу и уплотнению - 39 см (водозапас 32 мм) и ельнику - 40 см (водозапас. 89 мм). Среднемноголетняя глубина промерзания перед снеготаянием составила на ЭП К 1-4 соответственно 20, 35, 45, 27 см, на небодьвих лесных полянах, опушках, в днищах логов и лощин промерзание было незначительным (менее 10 см) со слабой степенью цементации сезонной мерзлоты. Выборочная рубка 30-% интенсивности в еловых культурах 70 лет (состав полнота 0,0) привела к увеличению снегозапасов с 127 до 147 мм, высоты снежного покрова с 49 до 60 см, глубина промерзания при этом уменьшалась с 10 до 1,5 см. Па вырубке 30-летнего возраста (7Е20с1Б, полнота 0,7) снегозапасы и глубина промерзания приближались к контрольному насаждению (9Е1С),

В годы с сильным промерзанием почвы отмечалось ее пучение, величина которого достигала в ельниках 8-12 см (при промерзании около 1 м и более), В такие гады активно проявлялись процессы смещения оттаявшего вязкого слоя почвы по еще не оттаяв-зей сезонной мерзлоте (крип мерзлотный, конаерефлвиция) даже на склонах с небольшими уклонами (4-6 градусов). По-видимому, следствием этих процессов является образование особого нано-рельефа в еловых лесах, приствольных повышений строго ориентированных .по уклону местности даже на малозаметных склонах. Пучение часто становится губительным для пород, имеющих поверхностную корневую систему, ведет к разрыву вертикальных корешков и к сохранения) горизонтально ориентированных, защемленных »лирами и прослоями льда. Поэтому дуб хуже переносит промерзание почвы, чем ель с с поверхностной корневой системой.

В снегонакоплении и промерзании почв большую роль играет метелевый перенос снега, роль которого возрастает по мере ук-

рупнепия размеров вырубок, полей. Так, морозной зимой 1386/87 г,г. на обдуваемых ветрами плакорах высота снежного покрова на полях достигала всего 20-30 см при промерзании почв в 140 см. Б то же время, на защищенных от ветра опушках, в оврагах образовывались метелевые надувы мощность® до 1 м , под которыми промерзание отсутствовало. В этот год почвы опушек раньше оттаяли и увлажнились талыми снеговыми водами. Урожайность в тот год была вдоль опушек на 5-10 У. выше, чем в удалении на 200 м от стены леса. Таким образом, длина опушечной линии на единицу площади может служить показателем биопродуктивности ландшафта, его водоохранно-защитной роли. Очевидно, что по мере увеличения размеров вырубок и спрямления их границ длина опушечной линии на единицу площади будет сокращаться.

Малое промерзание почвы способствует переводу поверхностного весеннего, еще даже "подснежного" стока во внутрипочвен-ный. грунтовый. В среднемногодетнеы (1962-90 г.г.) коэффициент стока на водосборе N 2 составил 0.2. на полевом водосборе й 3 - 0,48, на полулесном водосборе N 4 - 0,33. Слой стока с полевого водосбора (79 мм) в среднемноголетнем был в 2,5 раза больше, чем с лесного (32 мм). Между коэффициентами стока с полевого (X) и лесного (У) водосборов выявлена корреляция: У=0,38•Х+О,034+0.075 7. 11=0.55

Положительное влияние леса на сток возрастает в экстремальные по погодным условиям годы, особенно в многоснежные. Поскольку экстремальность погодных ситуаций на Русской равнине возросла (климат Подмосковья в последнее десятилетие стал более влажным, менее континентальным (Клименко, 1995), то благотворное влияние лесов на сток и фитоклимат будет возрастать.

Роль леса в переводе поверхностного стока во внутрипоч-венный особенно заметна при обезлесении водосборов, особенно в первые 5 лет после рубки леса. Зимой 1987- 1988 г.г. на леском водосборе N 2 была проведена сплоннолесосечная лесовоестановк-тельная рубка на половине его площади (11 га). В результате его лесистость снизилась через год с 90 до 41 %, слой весеннего стока возрос с 20 мм (1987г.) до 30 мм (1989г.), а коэффициент стока увеличился с 0,13 до 0,17. В 1988 г. нами проводились наблюдения над стоком на водосборах N 11 и X 12, которые были подвергнуты сплошной рубке в 1982 г. Коэффициент стока на

водосборе Н 11 (лесистость И %) составил 0,45 (слой стока 83 мм), а на водосборе N 12 (лесистость 14 У.) - 0,49 (слой стока 70 мм). В последующие годы коэффициент стока стал уменьиаться. На лесном водосборе N 2 коэффициент стока в 1986 г. составлял 0,15, причем продолжительность его была на неделю больше. Таким образом, | в результате сплошной рубки весенний сток возрос к пятому году после рубки более, чем в два раза, а продолжительность его сократилась на неделю, что усилило эрозии.

В 1986-87 г.г. проводились наблюдения над испарением и транспярацией в различных лесных экосистемах. Было установлено, что в среднем испарение с прионукечного дуга за теплый (апрель-октябрь) период составило 342 мм. а в еяово-мелколист-веннзн лесу - 111 мм. Ба сток и пополнение грунтовых вод ушло в среднем за 3 года наблюдений в березово-осиновом лесу - 131 ми, в елово-мелколиственнон лесу - 192 мм, в ельнике - 125 мм влаги. Значит, смешанные леса обладают лучшей водоохранной ролью, чем чисто еловые или мелколиственные леса.

На весенний поверхностный сток влияет не только породный состав лесов и лесистость водосборов, но и возраст леса. Анализ динамики стока с водосбора N 2 за 1937-1988 г.г. показал (рис.5), что коэффициент стока снижался с 0,36 до 0.13 к середине 80-х г.г. (средний возраст леса около 90 лет). Если бы не последовавшая в 1988 г. сплояная рубка, то коэффициент поверхностного стока снижался бы и дальше, и возможно, в возрасте 120-140 лет (перестойный в понимании яесохозяйственников) лес дал бы жизнь новому роднику. Корреляционная связь (К= 0,48) между возрастом леса X и коэффициентом стока У была: у=-0,00435*х+0.32+0.1г Снижая рубками возраст леса, человек ухудшает и их гидрологические функции - способность переводить поверхностный ,сток во внутрипочвенный. Омоложение рубками подмосковных лесов до среднего возраста 40 лет привело к большему потреблению ими влаги на рост и транспирациш и, значит, к меньшему ее расходу на сток, особенно в летнюю межень. Растущие, много транспири-рующие молодке леса, в отличие от спелых и перестойннх. больше насыщают влагой атмосферу, а не грунтовые воды и реки. В возрасте более 100 лет ельники имеют наиболее мощные лесную подстилку и гумусовый слой, значит, почвы таких старых лесов мень-

к

0,35.. 0,3 0,25 0,2 ■

-i-,-«---1-*-1-(20 30 40 50 60 70 80 90 возраст леса, годы

Рис.5 Зависимость коэффициента поверхностного стока /К/ от возраста леса на водосборе № 2 /по экспериментальным наблюдениям в период 1937-1988 г.г./.

Рис.6 Динамика среднегодовой температуры почвы на глубине

320 см за период 1966-1993 г.г. в различных экосистемах /1-приопушечный луг; 2-березово-осиновый лес; 3-ело-во-мелколиственный лес; 4-ельник/

sg промерзав?, они рыхлее и водопроницаемость их вше, чем у почв под более молодыми лесами.

По-видимому, исчезновение и обмеление многих подмосковных малых рек за период 1360-1990 г.г.объясняется не только обезлесением водосборов, но и омоложением лесов неумеренными рубками. Этим же объясняется и то, что количество родников в Подмосковье за последние 150 лет сократилось почти наполовину.

Растущие, более молодые антропогенные леса не только больше потребляшт воды, но и элементов минерального питания, которых в результате недостает травяно-кустарниковым ярусам. Б естественных же еловых лесах по мере их сукцессионного старения представители неморального комплекса (сныть, зеленчук, копытень) начинают вытеснять бореальные виды (Дылие, Жукова, 1984). По-видимому, человек омоложением лесов и вывозом из них органики в виде "урожая" древесины способствует обеднении лесных почв, становления более олиготрофного подпологового покрова с господством видов бореального комплекса (кислица, брусника. ландыш, груианки, ожика волосистая, осока пальчатая и др,), Среднегодовая температура почвы (1962-90 г.г.) составила на глубине 20 см в березово-осиновом лесу- 5,5"С, в елово-мел-колиственном лесу и в ельнике-4,9°С, на лугу- 6,2°С, Среднемесячные температуры почвы на глубине 20 см коррелируют между луговой (X) и лесными (Y) экосистемами весьма тесно: березово-осиновый лес Y=0,899*X-0.166+0,02% R=0.997

елово-мелколиственный лес Y=0,0BS-Х-0»502+0,04Х R=0,977 еловый лес У=0.842<й-0.390+0.Ш R=0.986

Тесные корреляционные связи (R=0,93-0,39) выявлены и по остальным глубинам (40 - 320 см). В среднемкоголетнем (1986-90 г.г.) температура на глубине 320 см (рис.6) составила на прио-пушечном лугу 6,8°С, в березово-осиновом лесу - 5,6СС, в елово-ыелколиственном лесу - 5,3°С и в ельнике - 4,9°С . Заметим, что с возрастам леса среднегодовая температура почвы возрастала в ельнике по сравнении с лугом (рис.6). По-видимому, это связано с увеличением мощности лесной подстилки в спелых и перестойных лесах, выполняющей важную теплоизолирующую роль.

По тепловому режиму (Кудрявцев, 1959) почвы ельника можно отнести к длительнопромерзашщим (среднегодовая температура ниже 5°С), а почвы остальных экосистем - к сезоннопромерзаищин

(среднегодовая температура выше 5°С). Таким образом, наибольшее охлаждающее воздействие на почву оказывает еловый, а наименьшее- лиственный лес. Летом оно составляет 2,0 - 3,5°С. зимой- 0,5-2,0 °С. Зти величины поникения температур почвы под лесами экологически значимы для экосистем в целом. Согласно В. й.Кудрявцеву (1979). изменение среднегодовой температуры почвы на 1°С означает для ижной границы многолетнемерзлых почв ее смещение примерно на 100 км с вга на север и обратно. По аналогии для лесных ландшафтов Центра Русской равнины можно ожидать изменения ижной границы длительно сезонномерзлых почв. Яри похолоданиях более значительное распространение они получат прежде всего под еловыми лесами (Голубчиков и др., 1988). По-видимому, под ельниками сезонно-промерзащие почвы имеют более вирокое распространение, чем это отмечается по данным сети Гидрометеослужбы и замерам в открытых, полевых местах. Человек, расширяя площадь еловых лесов, насаждая вксокополнот-нне хвойные культуры, тем самим способствует выхолаживанию почв до 1-1,5°С . Роль таких искусственных экосистем в выхолаживании ландшафта столь же велика, как и болот (Чигир, 1981), Потому расширение ареала сезонномерзлых почв в Подмосковье может губительно сказаться на распространении чувствительной к колебаниям среды почвенной фауны (Криволуцкий, 1980),

Температура почв - сигнал, возбуждавший рост корневых систем и фактор, контролирующий сезонное развитие растений, Остановлено, что активные ростовые процессы у елк начинаются при температуре почвы в 9"С (Орлов, 1974). Во многом из-за глубокого промерзания почв период с температурой вше 9°С составил в ельниках на глубине 160 см всего 40 суток - втрое меньше, чем на приопушечном лугу (1*7 суток) и меньше, чем в березово-осиновом лесу (55 суток). Поэтому коркеобитаемый слой в ельниках утоньаается (особенно в густых, с глубокопромерзая-щими и холодными почвами), что снижает ветроустойчивость ельников. Возможно, большим промерзанием почв под елью объясняется механизм вытесенения еш дуба (конечно, определенную роль играет и сзетовой режим). Появление даже небольшого елового подроста под пологом дубравы ведет к образовании криогенной зоны в корнеобитаемом слое и к перемерзаниш корней дуба.

На температурный режим почв оказывают воздействие лесохо-

зяйС7В8цны8 мероприятия. Так, по наблюдениям 1988-91 г.г., среднегодовая температура почвы на вырубке 1988 г. оказалась на 1,4"С выше по сравнений с контролем (5,6 С,ельник снытьево-разногравный с примесью клена и дуба), а в еловых культурах 40 лет температура была ниже контроля на 1,2°С. Таким образом, локальные температурные контрасты между искусственно созданными экосистемами соизмеримы с региональными различиями.

Нами изучалось и изменение плотности и водопроницаемости лесных почв на вырубках различного возраста. Выявлено, что в первый год после сплошной рубки леса (состав ?ЕЗБ, возраст 90 лет, полнота 0,7 3 плотность почвы в слое 0-5 см увеличилась с 0,93 до 1,4 г/с.мЗ, а в слое 10- 20 см с 1,2 до 1,47 г/смЗ (при плотности выше 1,45 г/ смЗ рост корней прекращается). Корреляционная связь между плотностью верхнего (0-20 см) горизонта почвы до и после рубки леса оказалась весьма тесной: У=1,289'Х+0,202+0,032 1}=0,924, где Х-плотность почвы до рубки, а У-после рубки. Сплоинолесосечные рубки леса в условиях моренно-суглинис-тых равнин Западного Подмосковья приводят к увеличению контрастности почвенного покрова. Так. плотность почв в слое 0 -10 см на вырубке 2-летнего возраста варьировала от 1,35+0,05 г/смЗ (микроповниение) до 1,50+-0,06 г/смЗ (микропонижение), хотя до рубки леса плотность почвы была одинаковой и составляла 1,15±0,05 г/ смЗ. На второй год вырубка была закультивирована саженцами ели сплошными рядами. На третий год нами изучалась приживаемость саженцев с учетом микрорельефа. Оказалось, что в ыикропонижениях приживаемость сааенцев была на 20 У, меньше, чем на микроповышениях с менее уплотненными почвами.

Таким образом, исторический анализ лесопользования и многолетние стационарные исследования показывают, что в XX в. возросла площадь и масштабы лесохозяйственых нагрузок, увеличилась площадь ельников и резко сократилась площадь многоярусных смешанных и широколиственных лесов. Следствием этого стало расширение площади и интенсивности сезонного промерзания почв, возрастание их плотности и доли поверхностного стока, сокращение родников и обмеление рек. В результате произошло высвобождение на поверхность внутригрунтовых потоков, которые стали существенным фактором моделировки рельефа и латеральных ното-

нов - важного фактора массопврэноса. Следует ожидать, что лесные экосистемы различной степени антропогенной нарувенности могут характеризоваться и разным набором экзогенных и ланд-шфтно-деструктивных процессов (эрозия и смыв гумусового горизонта, оврагообразование, дефляция, заболачивание и т.д.).

ГЛАВА 4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ЛЕС0Х03ЯИСТВЕНШ МЕРОПРИЯТИИ ПРИ ПОМОЩИ ЛАНДШАФТНО-ЗКОЛОГИЧЕСКОГО КАРТОГРАФИРОВАНИЯ

Удачной формой отображения латеральных потоков являртся метод обьемно-графического картографирования по пластике рельефа. Этот метод разработан в Институте почвоведения и Фотосинтеза РАН группой сотрудников под руководством проф. И.Н.Степанова (1977, 1987) и успешно внедрен в практику сельского и водного хозяйства для мелиоративных и гидрогеологических целей в пустынно-степной зоне. Нами предпринята попытка применить его для целей рационализации лесо- и землепользования в условиях слаборасчлененных вторичных моренных равнин Подмосковья. Метод основан на оконтуривании почти неразличимых визуально на местности мельчайших микропонижений и разделяющих их никроповыиений, но хорошо выявляемых по изгибам горизонталей на крупномасштабных топокартах. Такие логообразные вытянутые по склону микропонияения (делли) в условиях Клинско-Днит-ровской гряды занимают до 30 7. площади водосборов и тянутся вплоть до границ местных водоразделов. Они служат участками выноса, аккумуляции и транзита твердого и жидкого стока, в которых леса наиболее эффективны в водоохранно-зацитном и почвозащитном отношениях. Нами была составлена по методу пластики рельефа ландшафтная карта лесного водосбора N 2 (до его рубки) в масштабе 1:2000, на которой было отображено 26 фаций. Произведенное на этом водосборе в 1990 г. повторное картографирование показало, что эти микропонижения стали очагами эрозии, в них же была и выше (на 10-20 У.) в сравнении с микроповышениями гибель саженцев еловых культур, высаженных на второй год после рубки леса. Почвы микропонижений оказались на 0,5- 1°С холоднее, и на 0,1-0,2 г/смЗ плотнее почв микроповышений (по-видимому, за счет оседания глинисто-илистого материала во время ливневого стока). Заметим, что и оподзоленность почв микропо-ниаений была выражена лучше, возможно, за счет весеннего стока

по еще не оттаявией в ельниках сезонной мерзлоте.

Сложнорасчлененная Клинско-Дкитровская гряда отличается дробной ландшафтной структурой, почвенно-литологической контрастностью. Так, средний размер ландшафтного выдела (фации) в Нечерноземье составляет 1,3 га, в то время как средний размер хозяйственного выдела (поле, вырубка) достигает 5 га (Андрон-ников, 197?). Сегодня мелкоконтурность и дробность ландшафтной структуры зачастую не учитывается при землеустроительных мероприятиях. Если в прошлом (до 30-40-х г.г. XX в.) одним из основных факторов ландшафтной дифференциации выступала сложная пластика рельефа, то теперь главной ландиафтообразующей силой стало стремление землепользователей спрямить границы между угодьями, избавиться от естественно высокой мелкоконтурности полей и лесохозяйственных выделов, придать им неестественно-однородный, однопородный и одновозрастный состав.

При проведении земельной реформы, разукрупнении больших хозяйств (например, при организации фермерских хозяйств, различных землеотводах на бывших совхозных полях, в лесах) предлагаемый способ картографирования позволит учесть дробность и неоднородность ландшафтной структуры, вписать границы антропогенного ландшафта в естественный природный каркас.

Ландиафтно-зкологическое картографирование также дает возможность экстраполяции данных многолетних стационарных наблюдений на прилегающие к стационарам территории. Такая задача весьма актуальна - отраслевыми стационарами накоплено огромное количство данных, временных рядов, которые нуждаются в пространственной интерпретации. Но такая работа невозможна без участия не только лесоводов, но и ландшафтоведов, физико-геог-рафов , биогеографов, почвоведов, без ретроспективной оценки былого землепользования и его экологических последствий.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДИ

1. Лесная природа Подмосковья за последние 3 столетия .(особенно последние 80 лет) существенно изменилась. Б результате многовековой хозяйственной деятельности произошло омоложение лесов, расширилась площадь хвойных культур и березо-во-осиново-еловых лесов и сократилась площадь липово-дубовых, ухудшились водно-физические и агрохимические свойства лесных

почв из-за возросшей лесопромышленной и рекреационной нагрузки, Следствием этого стало расширение сезонной мерзлоты и выхолаживание почв под ельниками, олиготрофность подпологового покрова, в котором большее участие стали принимать виды боре-ального комплекса, возрастание поверхностного стока за счет уменьшения внутригрунтового, особенно на водосборах с тяжелыми моренными суглинками. За последние 130 лет исчезло до 30 7. родников и малых рек, а оставшиеся обмелели. Возросла активность латеральных поверхностных потоков (стока), а значит, и роль микрорельефа в их перераспределении,

2, Елово-мелколиственные многоярусные леса и приопушечнне луга лучше смягчают воздействия экстремальных похолоданий и обладают лучшими водно-физическими и стокорегулируягдош свойствами почв по сравнении с березово-осиновнми и еловыми лесами. В среднемноголетнем период без заморозков в елово-медколист-венны лесах на 10-12 суток дольше, а температура почвы на 0,4-0,5°С выше, чем в ельнике. Грунтовые воды под елово-мелколист-венными лесами получают в среднегодовом до 80 мм влаги больше, чем под еловыми и березово-осиновыми лесами.

3. Лесохозяйстзенная деятельность стала мощным ландшафто-преобразующм Фактором. Вносимые человеком изменения породного и возрастного состава лесов, микроклимата, стока, тепловых' режимов и водно-физических свойств почв ведут к дифференциации ландшафтной структуры на фациаяънои и внутрифациальнои уровнях. В результате границы между лесными и обезлесенными участками, производными и условно-коренными лесами становятся важными природными рубежами локально-микроландшафтног о порядка даже внутри одной, изначально однородной фации. Локальные знутрифациальнне контрасты между искусственно измененными лесными экосистемами, достигающие 1-1,8°С (температура почвы), соизмеримы, а порой и превышают региональные различия.

4. Для сохранения и восстановления малых рек на лесных водосборах возраст выборочных рубок следует максимально увеличить, а сшшянолесосучные "лесовосстановительные" рубки запретить. Выявлено, что по мере возрастного развития лесов улучшается водно-физические свойства почв под ними, а значит, и их стокорегулирующая роль. Поверхностный сток к возрасту елового леса 100 лет и более сниаается в два паза (по сравнении с воз-

растон 40-50 лет).

5. Предлагаемый метод ландиафтво-экологического картографирования с учетом пластики микро- и мезорельефа позволяет оптимизировать в территориальном отношении различные хозяйственные мероприятия, а также учесть дробность и сложность ландшафтной структуры Клинско-Дмитровской гряды при проведении земельной реформы, выделении земель под фермерские и садо-во-дачные хозяйства, при лесотаксационных работах.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1. Выявление устойчиво-повторявшихся связей между свойствами почв и рельефом методом картографирования / Ф.И.Хакимов, М.Н.Брынских, С.Н.Голубчиков // Труды 5 науч. конф. молодых ученых фак-та почвоведения МГУ", Москва. 3-4 февраля 1382, -М.: 1983, Деп. в ВИНИТИ N 286-83 от 18.01.83. - С. 20 - 22.

2. Трансформация микроклимата хвойно-мелколиственными лесами / Я.Н.Голубчиков, Л.Т.Павлушкин, С.Н.Голубчиков // Материалы конф. молодых ученых географического фак-та МГУ: Географические аспекты реализации Продовольственной программы СССР (Москва, 29-31 января 1985 г.). - М.: Деп. в ВИНИТИ N 7455-В

от 29 окт. 1986 г. - С. 137 - 141.

3. Некоторые функции и виды мониторинга лесных зкосистсм / С.Н.Голубчиков, А.И.Питикин // Мониторинг лесных экосистем. -Каунас.: 1986. - С, 161 - 162.

4. Методика составления карт пластики рельефа малых лесных водосборов способом обьемно-графического картографирования. Деп. в ЦБНТЙлесхоз N 648-ЛХ от 4 дек. 198?. С. 118 - 123.

5. Сток талых вод с лесных площадей и некоторые факторы его формирования /С.Н.Голубчиков, А.Ф.Колесов // Материалы 9 научной конф. аспирантов и научных сотрудников ВНИИЛМ", Пушкино, 1 апреля 1987 г. Деп. в ЦБНТЙлесхоз N 522-ЛХ. - С. 36 - 39.

6. Микроклиматические особенности смешанных лесов Подмосковья (на примере Северо-Западного Подмосковья)/ С.Н.Голубчиков, Ю.Н.Голубчиков, Л.Т.Павлушкин // Вестн, Моск. уе-та. Сер. географ. - 1988. N 2. - С,79 - 86.

7. Классификация практических применений рекомендаций по повышении водоохранно-защитных функций леса (для лесной зоны)/ Г.А.Александров. С.Н.Голубчиков // Молодые ученые - лесному

хозяйству. (Материалы XI научно-технической кон®, молодых ученых и аспирантов ВНИЙЛМ. 25 - 27 октября 1988, Пушкино). Пум-кино, 1989. - С. 120 - 122.

8. Забытая артель // Энергия; экономика, техника, экология" - 1989. N 2. - С. 7 - 12.

9. Сезонный криогенез как возможный фактор дифференциации лесных биогеоценозов // Теория почвенного криогенеза (Материалы U Всесоюзной конф., 6-10 февраля 1989, Пущино). Пущино, 1989.

- С. 21 - 22.

10. Подмосковный лес просит помощи // Энергия: экономика, техника, экология. - 1989. - N 7, С.45 - 47.

11. Экологические последствия лесопользования в Подмосковье (на рус. и польском языках) // Czlowiek przeciwko sobie (Человек против себя). (Матер, мекд. семинара по экологии "Покжевна-90", 7-11 мая 1990 г.,Высшая педагогическая школа в г. Ополе (Польша)). - Ополе, 1990. - 4.1. С, 5 - 10.

12. Przyrodaochronne ruch i zapomniany krajoznawstwo // Materials z sesii naukotioj mlodych pracounikou nauki z Polski 1 ZSRR nt."Dzialanosc czlouieka na terenach chronionych". Warszaua. 1990. PP. 31 - 35.

13. Многовековое лесопользование как ландшафтообразунщий фактор // Историческая география ландшафтов: теоретические проблемы и региональные исследования. (Матер. 1 Всесоюзной на-учно-практич. конф., 2-7 сентября 1991 г., Петрозаводск), Петрозаводск. 1991. С. 68 - 70.

14. Long-time forest using as landscape forming factor // (Materials UI International conf. "Bioindicatores deteriorisationes regiones. Institute of landscape ecology. Ceske-Budeevice (Czechoslovakia). 15-21 September, 1991), Ceske-Budeevice, 1991. - P. 23.

15. Ecological mapping of small forest basins using the relief plastic mapping //Bioindicatores and biomonitorings (Zagorsk. September 1991. Zagorsk, 1991. PP. 48 - 49.

!б. Геноцид подмосковного леса // Энергия: экономика, техника, экология. - 1991. - N 10,- С. 17 - 22.

17. Динамика лесопользозания на территории Московской области и ее экологические последствия // Вестн. Моек, ун-та. Сер. географ. - 1992. - N 1,- С.76 - 83.

18. Tigers cannot survive the market economy // Environmental policy review. - Vol.8. - 1994,- Ho 2. (Hebrew University of Jerusalim, Israel). PP. 6-9.

Издательство АО "Диалог-МГУ". ЛР N 063999 Подписано к печати 17.04.96г. Усл.печ.л. 2. Тираж 100 экз. Заказ N 63. Тел. 939-38-90, 939-38-91. Факс 939-38-93.